Mạng máy tinh hay hé thong mang Computer Network hay Network System là sự kết hợp các máy tính lại với nhau thông qua các thiết bị nối kết mạng và phương tiện truyền thông giao thức mạng
Tổng quan về mạng máy tính s- + s 1 xc 2 21211211111 E112111 1tr rrree 1
Mô hình mạng -L 1 2c 2221122111111 2 11155115111 1115811501111 81 111111181111 He 1
1.1.2.1 Mạng hình sao (Star Network)
Tất cả các trạm được kết nối với một thiết bị trung tâm, có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tiếp đến trạm đích Thiết bị trung tâm có thể là hub, switch, router hoặc máy chủ, tùy thuộc vào yêu cầu truyền thông trên mạng Vai trò chính của thiết bị trung tâm là thiết lập các liên kết Point-to-Point.
- Ưu điểm: Thiết lập mạng đơn giản, đễ dàng cấu hình lại mạng
(thêm, bớt các trạm), dễ đàng kiểm soát và khắc phục sự cô, tận dụng được tối đa tốc độ truyền của đường truyền vật lý
- Khuyết điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (bán kính khoảng 100m với công nghệ hiện nay)
Hinh 1; M6 hinh mang hinh sao (Star Network)
1.1.2.2 Mạng tuyến tính (Bus Network)
Mạng Bus bao gồm các trạm phân chia kết nối với một đường truyền chính, được giới hạn bởi hai đầu nối đặc biệt gọi là terminator Mỗi trạm kết nối với trục chính thông qua đầu nối chữ T (T connector) hoặc thiết bị thu phát (transceiver) Mô hình này hoạt động theo cơ chế Point-to-Multipoint hoặc Broadcast.
- Uudiém: Dé thiét ké va chi phi thap
- Khuyét điểm: Tính ôn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động
Hình 2: Mô hình mạng tuyến tính (Bus Network)
1.1.2.3 Mang hinh vong (Ring Network)
Tín hiệu trong mạng được truyền theo một chiều duy nhất, với mỗi trạm kết nối thông qua bộ chuyên tiếp (repeater) Bộ chuyên tiếp nhận tín hiệu và chuyển tiếp đến trạm kế tiếp, tạo thành một chuỗi liên kết Point-to-Point liên tục giữa các repeater.
- _ Ưu điểm: Mạng hình vòng có ưu điểm tương tự như mạng hình sao.
- Khuyết điểm: Một trạm hoặc cáp hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động, thêm hoặc bởi một trạm khó hơn, giao thức truy nhập
Hình 3: Mô hình vòng (Ring Network)
Phân loại mạng - 2 22 1211112121211 1211151118111 1511 1511111115111 11 g1 3
Mạng cục bộ (LAN) là một mạng tư nhân được thiết lập trong một khu vực hạn chế như tòa nhà, trường học hoặc cơ quan, với phạm vi khoảng vài km LAN kết nối các máy chủ và máy trạm trong văn phòng và nhà máy, cho phép chia sẻ tài nguyên và trao đổi thông tin hiệu quả Ba đặc điểm chính của LAN bao gồm tốc độ truyền dữ liệu cao, chi phí thiết lập thấp và khả năng quản lý dễ dàng.
- Giới hạn về tầm cỡ phạm vi hoạt động từ vài mét cho đến l km
Kỹ thuật mạng thường sử dụng một đường dây cáp duy nhất để kết nối tất cả các máy Tốc độ truyền dữ liệu phổ biến hiện nay là 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps và gần đây là 10 Gbps.
Mạng kiêu LAN phổ biến bao gồm mạng bus và mạng vòng Mạng bus, hay còn gọi là mạng tuyến tính, cho phép các máy nối tiếp nhau thành một hàng liên tục, ví dụ như Ethernet (chuẩn IEEE 802.3) Trong khi đó, mạng vòng kết nối các máy theo hình thức vòng khép kín, với máy cuối được nối lại với máy đầu tiên, điển hình là mạng vòng thẻ bài IBM (IBM token ring).
Mạng diện tích đô thị (MAN) là một loại mạng lớn hơn mạng cục bộ (LAN), với phạm vi hoạt động lên đến vài km MAN thường kết nối các văn phòng gần nhau trong một thành phố và có thể được quản lý công cộng hoặc tư nhân.
- Chico tôi đa hai dây cáp nối
- _ Không dùng các kỹ thuật nổi chuyên
Kỹ thuật cáp quang hiện nay hỗ trợ hiệu quả cho việc vận chuyển dữ liệu, truyền thông và cả truyền hình Với tốc độ tối đa đạt đến 10 Gbps, cáp quang trở thành giải pháp lý tưởng cho nhu cầu truyền tín hiệu nhanh chóng và ổn định.
Mạng diện rộng (WAN) là một hệ thống mạng bao quát một vùng địa lý lớn, thường trải dài qua các quốc gia hoặc lục địa, với phạm vi từ vài trăm đến vài ngàn km WAN bao gồm nhiều máy tính hoạt động cùng nhau để phục vụ người dùng, được gọi là máy chủ hoặc máy đầu cuối Các máy chủ này được kết nối thông qua các mạng truyền thông con, hay còn gọi là mạng con (subnet), với nhiệm vụ chính là chuyển tiếp thông điệp từ máy chủ này sang máy chủ khác.
Mô hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) hay còn gọi là Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở, là một thiết kế dựa trên nguyên lý tầng cấp, giúp giải thích một cách trừu tượng về kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy tính và thiết kế giao thức mạng Mô hình này được phát triển trong khuôn khổ kế hoạch Kết nối các hệ thống mở do TSO và TƯT-T khởi xướng, và còn được biết đến với tên gọi Mô hình bay tầng của OSI.
Hinh 4: M6 hinh mang OST Tường trình các tầng cấp của mẫu hình OST:
Tầng vật lý (Physical Layer) định nghĩa các thông số điện và vật lý cho thiết bị, bao gồm cách bố trí chân cắm, hiệu điện thế và các thông số kỹ thuật về cáp nối.
Tầng liên kết dữ liệu (Data-Link Layer) cung cấp các phương tiện và quy trình để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, bao gồm việc truy cập đường truyền và phát hiện, sửa chữa lỗi trong tầng vật lý Tầng mạng (Network Layer) đảm bảo việc truyền các chuỗi dữ liệu có độ dài đa dạng từ nguồn đến đích qua nhiều mạng, đồng thời duy trì chất lượng dịch vụ mà tầng giao vận yêu cầu.
Tầng giao vận (Transport Layer) cung cấp dịch vụ chuyển dữ liệu chuyên dụng giữa các người dùng cuối, giúp các tầng trên không cần lo lắng về việc đảm bảo dịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả.
Tầng phiên (Session layer) đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát các phiên hội thoại giữa các máy tính Tầng này chịu trách nhiệm thiết lập, quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng dụng từ xa.
The Presentation Layer functions as the data formatting stage in a network It translates data sent from the Application Layer into a common format for transmission, and upon reaching the receiving computer, it converts the common format back into the appropriate format for the Application Layer.
Tầng ứng dụng là lớp gần gũi nhất với người dùng, cung cấp các công cụ cần thiết để truy cập thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua các chương trình ứng dụng.
Giao thức truyền thông, hay còn gọi là giao thức liên mạng, là một tập hợp các quy tắc chuẩn trong công nghệ thông tin, bao gồm việc biểu diễn dữ liệu, phát tín hiệu, chứng thực và phát hiện lỗi dữ liệu Những quy tắc này rất cần thiết để gửi thông tin qua các kênh truyền thông, giúp các thiết bị kết nối và trao đổi thông tin một cách hiệu quả.
Các giao thức truyền thông tin tín hiệu số trong mạng máy tính được thiết kế với nhiều tính năng nhằm đảm bảo việc trao đổi dữ liệu một cách đáng tin cậy, ngay cả khi hoạt động qua các kênh truyền thông không hoàn hảo.
TCP/IP ee —
Cách thức hoạt động của mô hình TCTP/P .- 0 2221212211111 2 11 re 8
TCP/IP là sự kết hợp của hai giao thức quan trọng: IP (Giao thức liên mạng) và TCP (Giao thức truyền vận) Giao thức IP cho phép gửi các gói tin đến địa chỉ đích đã định sẵn bằng cách thêm thông tin dẫn đường, đảm bảo gói tin đến đúng nơi cần thiết Trong khi đó, TCP đảm nhận vai trò kiểm tra và bảo vệ an toàn cho mỗi gói tin trong quá trình truyền tải Nếu phát hiện gói tin bị lỗi, giao thức TCP sẽ gửi tín hiệu để xử lý vấn đề, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
8 cầu hệ thống gửi lại một gói tin khác Quá trình hoạt động này sẽ được làm rõ hơn ở chức năng của mỗi tầng trong mô hình TCP/IP.
Chức năng của các tầng trong mô hình TCP/IP 5s SE 2E tre 9
Mô hình TCP/IP tiêu chuẩn bao gồm bốn lớp chồng lên nhau, bắt đầu từ lớp thấp nhất là Tầng vật lý (Physical), tiếp theo là Tầng mạng (Network), sau đó là Tầng giao vận (Transport) và cuối cùng là Tầng ứng dụng (Application).
Hình 6: Chức năng của các tầng trong mô hình TCP/IP
Một số ý kiến cho rằng mô hình TCP/IP nên được xem là 5 tầng, trong đó các tầng 4 đến 2 được giữ nguyên, và tầng Datalink sẽ được tách riêng, nằm trên tầng vật lý.
Tầng 4 - Tầng Ứng dụng (Application) Đây là lớp giao tiếp trên cùng của mô hình Đúng với tên gọi, tầng Ứng đụng đảm nhận vai trò giao tiếp dữ liệu giữa 2 máy khác nhau thông qua các địch vụ mạng khác nhau (duyệt web, chat, gửi email, một số giao thức trao đổi dữ liệu: SMTP, SSH, FTP, ) Dữ liệu khi đến đây sẽ được định đạng theo kiêu Byte nối Byte, cùng với do là các thông tin định tuyến giúp xác định đường đi đúng của một gói tin
Frames ' 0ata from The Network
Hình 7: Mô hình tầng ứng dụng (Application) Tang 3 - Tang Giao van (Transport)
Tầng 3 của mô hình OSI có chức năng chính là xử lý giao tiếp giữa các máy chủ trong cùng một mạng hoặc khác mạng thông qua bộ định tuyến Tại đây, dữ liệu được phân đoạn thành các segment có kích thước nhỏ hơn 64KB, trong đó mỗi segment bao gồm một header chứa thông tin điều khiển và phần dữ liệu theo sau.
Trong tầng này, hai giao thức cốt lõi là TCP và UDP TCP đảm bảo chất lượng gói tin nhưng tiêu tốn thời gian để kiểm tra thông tin, từ thứ tự dữ liệu đến kiểm soát tắc nghẽn Ngược lại, UDP hoạt động nhanh hơn nhưng không đảm bảo độ tin cậy của gói tin.
10 cho thấy tốc độ truyền tải nhanh hơn nhưng lại không đám bảo được chất lượng đữ liệu được gửi ổi
The Transport layer divides the data into Piece 1 Piece 2 Piece 3 pieces and adds a header for delivery over the UDP Datagram Or TCP Segment
* Source & destination (ports) UDP Header provides for: * Sequencing for sare order delivery
Gowns end comtinatic + Acknowledgement of received segments
(ports) * Flow control and congestion management
Hình 8: Mô hình tầng giao vận (Transport) Tang 2 - Tang mang (Internet)
Giống như mô hình OSI, giao thức này chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu một cách logic trong mạng Dữ liệu được đóng gói thành các gói tin (Packets) với kích thước phù hợp với mạng chuyên mạch Mỗi gói tin sẽ được thêm phần Header chứa thông tin của tầng mạng trước khi chuyển đến tầng tiếp theo Các giao thức chính trong tầng này bao gồm IP, ICMP và ARP.
Sending Encapsulation & De-encapsulation Receiving
= computer in TCP/TP Mod pst she header ằ
De-encapsulation ele tog AS opps she header header
Frame Packet Segment header header heade
Hình 9: Mô hình tầng mạng (Internet)
Tang I - Tầng Vật lý (Physical)
Phương thức truyền file FTP là sự kết hợp giữa tầng Vật lý và tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI, chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng Tại đây, các gói dữ liệu được đóng vào khung (Frame) và được định tuyến đến đích đã được chỉ định ban đầu.
FTP, viết tắt của File Transfer Protocol, là giao thức truyền tải tập tin được sử dụng để trao đổi dữ liệu qua mạng thông qua giao thức TCP/IP Giao thức này hoạt động với hai cổng chính là 20 và 21, cho phép các máy client trong mạng truy cập vào máy chủ FTP để gửi và nhận dữ liệu Đặc biệt, người dùng có thể dễ dàng truyền và lấy dữ liệu từ xa thông qua FTP.
Mục đích sử dụng FTTP Đ T22 2211121112121 12 1511 1111511211111 rệt 13
Giao thức FTP (File Transfer Protocol) được sử dụng để trao đổi tập tin qua mạng lưới truyền thông sử dụng TCP/IP, như Internet hay mạng nội bộ FTP cho phép người dùng tải xuống và tải lên dữ liệu từ máy chủ một cách hiệu quả Mặc dù việc truyền file giữa các hệ thống có thể đơn giản, nhưng thường gặp phải các vấn đề như quy ước tập tin khác nhau, cách thể hiện văn bản và dữ liệu không đồng nhất, hoặc cấu trúc thư mục khác nhau FTP giải quyết những vấn đề này bằng cách thiết lập hai kết nối giữa các máy chủ: một kết nối để truyền dữ liệu và một kết nối khác để điều khiển kết nối.
Cách thức hoạt động 0 2201111222122 12122 111111 vey 13
FTP là một trong những chương trình đầu tiên để truy cập thông tin trên Internet, xuất hiện trước khi HTTP trở nên phổ biến Trình duyệt web trên PC và chương trình Windows Explorer đã được sử dụng để truy cập các máy chủ FTP nhằm tải hoặc đặt các tệp từ xa.
TTT re | Data Channel [Bssss ;o'
FTP Client Ee FTP Server aN v a v
Hình 10: Quá trình truyền dữ liệu được thực hiện qua 2 quá trình
Giao thức FTP hoạt động dựa trên mô hình truyền và nhận dữ liệu giữa máy Client và Server thông qua hai kết nối chính: Control Connection và Data Connection Control Connection là phiên làm việc TCP logic đầu tiên được thiết lập khi bắt đầu quá trình truyền dữ liệu, chịu trách nhiệm kiểm soát thông tin điều khiển trong suốt phiên làm việc Trong khi đó, Data Connection là kết nối TCP riêng biệt được tạo ra nhằm mục đích truyền tải dữ liệu giữa Client và Server, và sẽ tự động ngắt kết nối khi quá trình truyền tải hoàn tất.
Các thuật ngữ: e FTP la viét tat cua File Transfer Protocol (Giao thức truyén file) ® Thuật ngữ GET được sử dụng trong FTP dé chí việc nhận file
14 e Thuật ngữ PUT được sử dụng trong FTP đề chỉ việc gửi ủle
1.6 Các phương thức truyền dir ligu trong FTP
The data transmission process is established, allowing data to be sent from the Client machine to the Server and vice versa FTP utilizes three data transfer modes: stream mode, block mode, and compressed mode.
Protocol FTP Commands/ Replies Protocol
Hình 11: Phương thức truyền dữ liệu trong giao thức FTP
Chế độ stream hoạt động dựa trên độ tin cậy trong việc truyền dữ liệu qua giao thức TCP, nơi dữ liệu được gửi dưới dạng các byte không liên tiếp.
Block mode: Là phương thức truyền dữ liệu mang tính quy chuẩn Dữ liệu được chia thành nhiều block nhỏ và đóng gói thành các FTP blocks
Chế độ nén dữ liệu là một phương pháp truyền tải thông tin hiệu quả, sử dụng kỹ thuật nén run-length encoding Phương pháp này giúp phát hiện và loại bỏ các đoạn dữ liệu lặp lại, từ đó tối ưu hóa dung lượng lưu trữ và tăng tốc độ truyền tải.
1.7 Giao thức trong lập trình mạng
1.7.1 Giao thức mạng là ứỡ?
Giao thức mạng là tập hợp các quy tắc và tiêu chuẩn chính thức mà mạng phải tuân thủ để đảm bảo giao tiếp hiệu quả giữa các thiết bị Chúng bao gồm các quy tắc, quy trình và định dạng giúp thực hiện các hành động và chính sách cần thiết, từ đó giải quyết vấn đề trong quá trình truyền dữ liệu Giao thức mạng đảm bảo rằng dữ liệu được truyền tải một cách kịp thời, an toàn và được quản lý tốt, đồng thời xác định các quy tắc và quy ước giao tiếp cần thiết cho sự hoạt động của mạng.
Giao thức mạng kết hợp tất cả các yêu cầu tiến trình và thiết lập các ràng buộc khi máy tính, router, máy chủ và các thiết bị mạng khác bắt đầu giao tiếp Để đảm bảo quá trình truyền dữ liệu diễn ra suôn sẻ, giao thức mạng cần được xác nhận và cài đặt bởi cả người gửi và người nhận Ngoài ra, giao thức cũng áp dụng cho các node phần mềm và phần cứng trong mạng.
1.7.2 Những giao thức mạng phố biến hiện nay
Bộ giao thức Internet Protocol Suite (hay còn gọi là bộ giao thức TCP/IP) là tập hợp các giao thức hoạt động trên chồng giao thức, cho phép Internet hoạt động hiệu quả Trong đó, hai giao thức quan trọng nhất là Transmission Control Protocol (TCP) và Internet Protocol (IP) Mặc dù Internet Protocol Suite có cấu trúc tương tự như mô hình OSI, nhưng vẫn tồn tại một số khác biệt đáng chú ý, và không phải tất cả các lớp đều tương ứng hoàn hảo.
Giao thức Điều khiển Truyền tải (TCP) là thành phần cốt lõi của Bộ giao thức Internet (Internet Protocol Suite) TCP được phát triển để bổ sung cho Giao thức Internet, do đó, Bộ giao thức Internet thường được gọi là TCP/IP Giao thức này cung cấp một phương thức phân phối đáng tin cậy cho một luồng octet, đảm bảo dữ liệu được truyền tải một cách chính xác và hiệu quả.
Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) hoạt động qua mạng IP và nổi bật với khả năng cung cấp lệnh cũng như kiểm tra lỗi Tất cả các ứng dụng Internet phổ biến như World Wide Web, email và truyền file đều dựa vào TCP để đảm bảo sự truyền tải dữ liệu ổn định và chính xác.
Giao thức Internet Protocol (IP) là thành phần chính trong bộ giao thức Internet, chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu qua mạng Chức năng định tuyến của IP giúp thiết lập kết nối Internet Trước đây, giao thức này hoạt động như một dịch vụ không kết nối trong Transmission Control Program (TCP), vì vậy bộ giao thức Internet còn được gọi là TCP/IP.
HTTP la nén tang giao tiếp dữ liệu cho World Wide Web Siêu văn bản
Hypertext là văn bản được cấu trúc với các siêu liên kết kết nối giữa các node chứa thông tin Giao thức HTTP đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý hệ thống thông tin hypermedia phân tán và tích hợp.
Công mặc định của HTTP là 80 và 443 Hai công này đều được bảo mật 1.7.2.5 File Transfer Protocol (FTP)
FTP la giao thire pho biến nhất được sử dụng cho mục đích truyền file trên Internet và trong các mạng riêng
Công mặc định của FTP là 20/21
1.8 Socket - Based Client - Server Communication
Socket là một khái niệm trừu tượng hóa của ô cắm vật lý, cho phép giao tiếp giữa các chương trình trên mạng Tương tự như ô cắm nhận cáp điện, socket tiếp nhận dữ liệu từ một chương trình mạnh Đây là điểm cuối của liên kết hai chiều, cho phép một process giao tiếp với một process khác.
Một chức năng quan trọng của sockets là thiết lập kết nối giữa client và server thông qua quá trình ràng buộc các lớp socket tại một điểm cố định, gọi là cổng (port) Cổng này thường là một số cụ thể, cho phép các lớp socket liên kết với các tầng TCP hoặc TCP Player, từ đó xác định ứng dụng mà dữ liệu sẽ được gửi tới.
Sử dụng phép tương tự điện, giao tiếp kênh có thể được hình dung như dòng điện và phích cắm của nó, trong đó công hoặc ổ cắm tương tự như các chân cắm điện Hình ảnh này giúp dễ dàng hình dung về cách thức kết nối và truyền tải thông tin trong các hệ thống giao tiếp.